桥梁工程中大跨径连续桥梁施工技术分析

2023-06-07 03:48李现飞
运输经理世界 2023年6期
关键词:跨径桥梁工程预应力

李现飞

(山东省路桥集团有限公司,山东济南 250000)

0 引言

现代城市建设中,桥梁工程建设是一项非常重要的工作,也是影响我国经济发展的重要因素。近年来,随着科学技术的不断进步,桥梁工程建设也迎来了新的发展机遇,桥梁建设数量不断实现新突破,呈显著增长趋势。为推进城市化建设,实现交通运输事业的顺利发展,需要基于先进科学技术,不断升级桥梁施工技术水平。特别是对施工要求较高的大跨径连续桥梁,施工技术水平会直接影响工程质量。因此,需要科学合理地选择大跨径连续桥梁施工技术,并基于现有的实践经验及基础条件对大跨径连续桥梁施工技术进行更加深入的研究,促进我国桥梁工程建设向更加规范化、专业化的方向发展。

1 大跨径连续桥梁施工技术特点

大跨径连续桥梁是一类预应力桥梁,它的整体结构大多是连续的,桥墩与桥梁的整体协调度十分关键。受益于这种结构形式,大跨径连续桥梁的整体受力均匀,刚度较好,能适应公路交通和轨道交通等不同交通类别的需要。随着我国桥梁建设数量的不断增加,大跨径连续桥梁的施工技术日趋成熟,相关人员可以根据实际情况选择相应的施工技术。

近年来,大跨径连续桥梁质量高、环境适应性强、寿命长的特点日益凸显。大跨径连续桥梁的钢结构联结方式对控制和减轻施工中的负弯矩有很大帮助,使桥梁结构的稳定性、耐受性和抗震性都有较大提升。此外,由于大跨径连续桥梁施工技术是一项以连续梁施工技术为基础的施工工艺,其自然也具备连续梁施工技术的诸多优点,因此逐渐在桥梁工程中被采用[1]。

不过目前国内仍有很多工程采用静定结构,该施工方式容易对桥梁的应力水平与承受能力产生影响,后续运营过程中混凝土膨胀收缩等问题出现的频率及可能性更高,不利于桥梁整体稳定性的提升。因此,在桥梁工程建设项目的开展中,相关人员需要结合现场实际环境对施工技术进行合理选择并持续优化,最大限度地满足项目需求,避免施工技术不合理对桥梁施工产生负面影响。

2 大跨径连续桥梁施工技术难点

2.1 支架基础的安全防护问题

支架是桥梁工程的基础工程,也是保证桥梁安全施工的关键。但在项目实际开展过程中,部分水域的水体会出现流动现象,这会在一定程度上对支架基础产生冲击。持续的冲击与震荡会对安全措施的设置与应用产生影响,增加桥梁施工及支架应用的安全隐患。

2.2 技术实施的应力控制问题

应力控制是大跨径连续桥梁施工的重要注意事项。合理的应力控制可以为桥梁的后续施工提供安全保障,也能充分发挥大跨径连续桥梁的结构应用性能。但在技术应用方面,仍然存在工程结构应力均衡度不达标等应力控制问题。这些问题会降低工程整体施工水平,甚至会造成结构坍塌、结构变形等不良现象,严重影响桥梁的运行安全,也会增加桥梁建设的投入成本。

2.3 梁体施工中的线性结构问题

结构设计是大跨径连续桥梁施工的重要环节。科学合理的结构设计能够在源头上避免桥梁施工过程中线性结构、挠度变化等问题的出现。在桥梁工程建设过程中,挠度普遍较大,此时桥梁工程的整体预应力也会相应提升,且随着桥梁挠度的不断增加,桥梁结构也会受到一定的影响。由于桥梁施工中挠度变化是无规则的,因此需要施工人员具备丰富的施工经验和专业的技术水平,以更好地控制挠度。此外,在大跨径连续桥梁施工中,通常存在挠曲变形的问题,这会影响预期结构位置,导致其出现较大位移,桥面的闭合程度也会受到影响。

2.4 组件构成中的预应力问题

预应力控制是大跨径连续桥梁施工中的一个重要监测指标。桥梁施工过程中有效解决预应力问题,能够提升桥梁整体结构的应用性能。然而,当前部分大跨径连续桥梁结构中的预应力还未达到标准,存在组件性能难以得到充分发挥、存在应力冲突等问题,这会影响组件之间的应力安全,也会降低应力的平衡性。

3 桥梁工程中大跨径连续桥梁施工关键技术

3.1 施工前的准备工作

由于大跨径连续桥梁建设难度较大、施工内容复杂,为了提升工程质量,方便之后的管理和维护,需要做好前期的准备工作。

第一,工程建设之前需派遣专家对工程所在地的地质、水文等条件进行考察。根据实地考察结果确定施工工艺,以保证设计图纸、设计方案与现场的实际情况相符合,或者结合实地勘察结果对先前的图纸有针对性地进行调整,为以后的施工创造有利条件。第二,对比施工方案与规划图纸,并根据现场实际情况选择施工材料的规格、类别,以及相应的施工设备,还需要借助多种手段对所选用的施工材料及设备进行质量检查,确保其符合施工条件,避免不符合施工要求的材料、设备进入现场。第三,注重施工交底,帮助施工人员更加详细地掌握各施工环节的技术要点,避免后续施工过程中出现技术应用不当等问题[2]。

3.2 实操地基处理技术

地基处理是桥梁施工过程中的重要一环,对后续施工效果有重要影响。因此,相关人员应高度重视地基处理工作。实际工作中,施工人员应结合现场实际情况清除杂物,使地表保持平整,同时根据现场的实际情况选择处理技术。在施工现场地质状况不佳、易出现软土地基的情况下,可采用强夯技术进行地基处理,或在机械设备等外力的辅助下对软地基进行挖掘,并使用碎石、卵石等进行回填,以有效提升地基的稳定性与强度。

3.3 模板支撑操作技术

应用模板支撑操作技术不仅能为后续桥梁施工带来许多便利,保证后续工程的连续开展,还能提升工程建设的安全性。应用模板支撑操作技术时,需注意以下几点:第一,对模板进行整体铺装,结合桥梁中心的具体情况,制订相应的设计方案。第二,使桥梁边线与模板的边缘保持垂直。另外,施工人员要严格控制模板的接缝高度,通常在桥梁工程中,接缝高度差须保持在1~2mm 范围内。在保证结构美观的前提下,提高模板的平整度和光滑度,降低结构开裂的概率,也是重要任务之一。第三,模板支撑完成后,施工者对模板进行再次检验,此时的工作重心在检查模板设计方面。若发现模板松动、破损等问题,应及时上报,并由相关人员根据施工要求进行整改。

3.4 钢筋工程施工技术

大跨径连续桥梁建设不仅对钢筋材料的需求量较大,而且对钢筋的性能、质量、规格等都有很高的要求。因此,在大跨径连续桥梁建设中,需要投入大量的人力物力。为提高桥梁施工质量,在施工之前,需根据设计图纸,对工程方案的合理性和可行性进行判断和深度分析。还要按照工程既定的质量标准,对钢筋进行检查,并向采购单位核实钢筋来源、规格型号等。如果发现钢筋存在锈蚀现象,要进行特殊检查,并及时进行除锈处理。在钢筋布设环节,需要将钢筋错开排列,以此提升桥梁的承载能力。按照上述要求完成钢筋布置后,需要及时对钢筋进行固定、捆扎,以免受外部因素影响,出现钢筋脱落等问题。

3.5 混凝土浇筑与养护技术

混凝土浇筑与养护是桥梁施工的关键环节,各部门及施工人员都应重视该环节工作的开展,以及混凝土浇筑与养护技术的规范性[3]。在工程正式开始之前,施工人员应对模板的质量和钢筋特性进行检验,同时对混凝土混合物进行全面的检验,确认以上各项都没有问题,才能进行混凝土浇筑。施工期间,管理人员应向施工人员讲解混凝土浇筑规范,特别强调混凝土浇筑厚度,并要求其在后续施工过程中严格落实,最大程度地缩小设计要求与实际浇筑厚度之间的偏差。浇筑完成后,为保证桥梁工程整体效果,必须结合工程实际进行混凝土养护,周期约为15 天,其间可以针对性地调整养护措施,这样可以有效降低后期混凝土结构开裂问题的发生概率。

3.6 预应力筋张拉技术

应用预应力筋张拉技术前,施工人员需要对桥梁工程的预期状态及设计结构进行分析,归纳存在的问题,加强对应力状态的管理。此外,应用预应力筋技术的过程中,必须重视对预应力筋的控制,不断完善质量管理措施,为施工顺利进行打下坚实的基础,使桥梁整体施工质量朝预期方向发展。例如,考虑到结构自身重量,必须严格控制应力和设计值的偏差,通常需要将这一数据偏差维持在5%以内。不仅如此,还需要将与参数应力变化相关的结构预应力层参数维持在安全范围内。

3.7 斜拉桥的应用技术

斜拉桥是一种特殊性较强的桥型,其主要作用是连接主梁拉索与主塔,目前大跨径连续桥梁施工技术在斜拉桥施工中的应用也极为广泛[4]。在斜拉桥建设过程中,斜拉索会受到较大的拉力,需要施工人员采取合理的牵拉技术,以满足桥梁建设的承载需求。另外,为保证施工质量,施工过程中不能随意调整钢索,需保证拉索长度满足工程需求。施工过程中可借助梁端牵引机、整体式桥面起重机等设备开展作业,尽可能降低前部悬臂的荷载。此外,要控制主梁偏差,如悬臂过程中,需要将轴线偏差维持在-10~10mm之间,线形误差以-40~40mm 为宜,其他管理项的偏差控制范围如表1 所示。

表1 斜拉桥施工误差控制范围

3.8 工程项目监控技术

在大跨径连续桥梁工程中,监测技术主要用于应力监测和温度监测。无论是应力监测还是温度监测,都要求施工人员根据现场的具体情况,同时借鉴以往的实践经验,在施工现场建立相应的应力、温度监测点[5]。为了实现对大跨度连续桥梁应力的实时监测,施工人员可利用BIM 技术构建三维模型,并将基于施工实际的模型与预想状态下的仿真模型进行对比,并计算二者之间的偏差,从而总结目前施工中已经出现或可能出现的应力问题,为桥梁建设工程优化设计提供依据。在温度监测中,必须借助温度监测装置,收集桥梁桥面、底板等多部位的温度数据,观察不同部位的温度变化及温度差,进而推断应力裂缝问题发生的可能性,为桥梁整体建设水平的提升提供保障。

3.9 主桥桥墩处理技术

在大跨径连续桥梁施工过程中,施工单位需要采用适宜的处理技术对主桥桥墩进行处理[6]。从材料方面来说,要根据工程建设要求,选择相应材料,并确定混凝土配比,增强材料品质,确保满足施工要求。在混凝土材料建模施工、入模处理过程中,要对温度进行控制,避免发生不必要的风险,如裂缝问题等,为桥墩结构稳定性的提升奠定基础。现场作业过程中,需要专业人员记录桥墩建设过程中产生的所有有效数据,并使用智能化技术进行整体评估,为后续施工计划的落实及针对性调整提供参考。

4 结语

综上所述,路桥工程是推动我国经济进一步发展的重要力量,合理选择施工技术能为桥梁工程建设质量及安全性提供保障。其中,大跨径连续桥梁施工技术对我国桥梁工程的可持续发展有十分重要的意义。为进一步提升我国桥梁建设质量,需要对该技术进行更加深入、细致的研究,为我国交通运输业的持续发展创造条件。

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